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Capítulo 1 Introducción
1. Describir los conceptos de datos, base de datos, sistema de base de datos y sistema de gestión de bases de datos.
Respuesta:
(l) Datos: los registros de símbolos que describen cosas se denominan datos. Los tipos de datos incluyen números, texto, gráficos, imágenes, sonidos, texto, etc. Los datos y su semántica son inseparables. El concepto de análisis de datos en los sistemas informáticos modernos es amplio. Los primeros sistemas informáticos se utilizaban principalmente para cálculos científicos y los datos procesados eran números enteros, números reales, números de punto flotante y otros datos matemáticos tradicionales. Las computadoras modernas pueden almacenar y procesar una amplia gama de objetos, y los datos que representan estos objetos son cada vez más complejos. Los datos y su semántica son inseparables. El número 500 puede significar que el precio de un artículo es de 500 yuanes, también puede significar que hay 500 personas asistiendo a una conferencia académica, o también puede significar que una bolsa de leche en polvo pesa 500 gramos.
(2) Base de datos (Base de datos, denominada DB): una base de datos es una colección de datos organizada y compartible que se almacena en una computadora durante mucho tiempo. Los datos de la base de datos se organizan, describen y almacenan de acuerdo con un determinado modelo de datos. Tiene poca redundancia, alta independencia de datos y fácil escalabilidad, y pueden ser compartidos por varios usuarios.
(3) Sistema de base de datos (DataBas. Sytem, denominado DBS): el sistema de base de datos se refiere a la estructura del sistema después de introducir una base de datos en el sistema informático. Generalmente consta de una base de datos, una base de datos. sistema de gestión (y sus herramientas de desarrollo), composición del sistema de aplicación y administrador de base de datos. Analizar sistemas de bases de datos y bases de datos son dos conceptos. El sistema de base de datos es un sistema persona-máquina y la base de datos es una parte integral del sistema de base de datos. Pero en el trabajo diario, la gente suele referirse al sistema de base de datos simplemente como una base de datos. Con suerte, los lectores podrán diferenciar entre "sistema de base de datos" y "base de datos" a partir del contexto de lo que la gente dice o escribe, y no causar confusión.
(4) Sistema de gestión de bases de datos (sistema de gestión de bases de datos, denominado DBM): el sistema de gestión de bases de datos es una capa de software de gestión de datos ubicada entre el usuario y el sistema operativo. organizar y almacenar datos de manera científica y eficiente. Obtener y mantener datos de manera eficiente. Las funciones principales de DBMS incluyen la función de definición de datos, la función de manipulación de datos, la función de gestión de operaciones de bases de datos, la función de establecimiento y mantenimiento de bases de datos. Análisis DBMS es un sistema de software grande y complejo y el software básico en las computadoras. En la actualidad, existen muchos fabricantes especializados en el desarrollo de DBMS y los productos DBMS que desarrollan. Entre los más famosos se incluyen el sistema de gestión de bases de datos relacionales DBZ y el sistema de gestión de bases de datos jerárquicas IMS de IBM Company en los Estados Unidos, el sistema de gestión de bases de datos relacionales orade de Oracle Company en los Estados Unidos, el sistema de gestión de bases de datos relacionales Sasease de Sase Company, SQL Server de Microsoft Company en los Estados Unidos y el sistema de gestión de bases de datos relacionales, etc.
2. ¿Cuáles son los beneficios de utilizar un sistema de base de datos?
Respuesta:
Los beneficios de utilizar un sistema de base de datos están determinados por las características o ventajas del sistema de gestión de base de datos. Existen muchos beneficios al utilizar un sistema de base de datos. Por ejemplo, puede mejorar en gran medida la eficiencia del desarrollo de aplicaciones, facilitar el uso de los usuarios, reducir la carga de mantenimiento de los administradores del sistema de bases de datos, etc. El uso de un sistema de base de datos puede mejorar enormemente la eficiencia del desarrollo de aplicaciones. Debido a que en el sistema de base de datos, la aplicación no tiene que considerar la ruta específica de definición, almacenamiento y acceso a datos, estas tareas las completa el DBMS. Para usar una metáfora popular, usar un DBMS es como tener un buen consultor o asistente. Este asistente realiza muchas tareas técnicas específicas. Los desarrolladores pueden centrarse en el diseño de la lógica de la aplicación sin tener que preocuparse por los muchos detalles complejos de la gestión de datos.
Además, cuando la lógica de la aplicación cambia y también es necesario cambiar la estructura lógica de los datos, dado que el sistema de base de datos proporciona independencia entre los datos y el programa, el cambio de la estructura lógica de los datos es responsabilidad del DBA. el desarrollador no tiene que modificar la aplicación, o simplemente se requieren pocas modificaciones de la aplicación, lo que no solo simplifica la programación de la aplicación, sino que también reduce en gran medida el mantenimiento y la modificación de la aplicación. El uso de un sistema de base de datos puede reducir la carga que supone para los administradores del sistema de bases de datos mantener el sistema. Debido a que DBMS realiza una gestión y control unificados de la base de datos durante el establecimiento, operación y mantenimiento de la base de datos, incluida la integridad de los datos, la seguridad, el control de concurrencia multiusuario, la recuperación de fallas, etc., todo es ejecutado por DBMS. En resumen, el uso de un sistema de base de datos tiene muchas ventajas. No solo facilita la gestión centralizada de datos, controla la redundancia de datos, mejora la utilización y la coherencia de los datos, sino que también facilita el desarrollo y mantenimiento de aplicaciones. Los lectores pueden comprenderlo y resumirlo cuidadosamente junto con aplicaciones específicas en su trabajo futuro.
3． Describir las diferencias y conexiones entre sistemas de archivos y sistemas de bases de datos.
Respuesta:
La diferencia entre un sistema de archivos y un sistema de base de datos es que el sistema de archivos está orientado a una determinada aplicación, tiene un uso compartido deficiente, alta redundancia, poca independencia de los datos y registros dentro del sistema. Hay estructura, pero la estructura general no está estructurada y está controlada por la propia aplicación. El sistema de base de datos está orientado al mundo real, tiene alta exclusividad, baja redundancia, alta independencia física y cierta independencia lógica. Está estructurado como un todo y descrito por un modelo de datos. El sistema de gestión de bases de datos proporciona seguridad, integridad y concurrencia. capacidades de control y recuperación.
La conexión entre los sistemas de archivos y los sistemas de bases de datos es: Tanto los sistemas de archivos como los sistemas de bases de datos son software para gestionar datos en sistemas informáticos. El análisis del sistema de archivos es una parte importante del sistema operativo; el DBMS es un software independiente del sistema operativo. Sin embargo, el DBMS se implementa sobre la base del sistema operativo; la organización y el almacenamiento de datos en la base de datos se implementa a través del sistema de archivos del sistema operativo.
4. Dé ejemplos de aplicaciones en las que sea adecuado un sistema de archivos en lugar de un sistema de base de datos y luego dé ejemplos de aplicaciones en las que sea adecuado un sistema de base de datos; Respuesta:
(l) Ejemplos de aplicaciones adecuadas para sistemas de archivos en lugar de sistemas de bases de datos para copias de seguridad y almacenamiento temporal de datos durante el uso de software o aplicaciones, generalmente es más apropiado utilizar archivos. Los primeros sistemas de aplicaciones con funciones relativamente simples y fijas también son adecuados para utilizar sistemas de archivos.
(2) Ejemplos de aplicaciones adecuados para sistemas de bases de datos en lugar de sistemas de archivos. En la actualidad, casi todos los sistemas de información empresariales o departamentales se basan en sistemas de bases de datos y utilizan bases de datos. Por ejemplo, el sistema de gestión de información de una fábrica (que incluirá muchos subsistemas, como el sistema de gestión de inventario, el sistema de adquisición de materiales, el sistema de programación de trabajos, el sistema de gestión de equipos, el sistema de gestión de personal, etc.), el sistema de gestión de estudiantes de la escuela, el sistema de gestión de personal , biblioteca El sistema de gestión de la biblioteca de la biblioteca, etc., son todos adecuados para utilizar sistemas de bases de datos. Espero que los lectores puedan dar ejemplos de aplicaciones que conozcan.
5. Describir las características de los sistemas de bases de datos.
Respuesta:
Las características principales del sistema de base de datos son:
(l) El sistema de base de datos estructurado de datos realiza la estructuración de los datos generales, que es la Propósito principal de la base de datos Una de las características es también la diferencia esencial entre el sistema de base de datos y el sistema de archivos. Análisis: preste atención a la palabra "completo" aquí. En el sistema de base de datos, los datos ya no están dirigidos a una determinada aplicación, sino a toda la organización, con una estructura general. No solo los datos están estructurados, sino también los datos. unidad de acceso Es decir, el tamaño de los datos a los que se puede acceder al mismo tiempo también es muy flexible. Puede ser tan pequeño como un determinado elemento de datos (como el nombre de un estudiante) o tan grande como un grupo de registros (miles). de registros de estudiantes). En el sistema de archivos, el tamaño de los datos es muy flexible. Solo hay una unidad de acceso: registro, como el registro completo de un estudiante.
(2) Los datos son altamente exclusivos. , baja redundancia y fácil de expandir Los datos de la base de datos ya no están orientados a una determinada aplicación, sino que son para todo el sistema, por lo que pueden ser disfrutados por múltiples usuarios, múltiples aplicaciones y en múltiples idiomas diferentes. .
Dado que los datos están orientados a todo el sistema y son datos estructurados, no solo pueden ser compartidos y utilizados por múltiples aplicaciones, sino también agregar fácilmente nuevas aplicaciones, lo que hace que el sistema de base de datos sea altamente flexible y fácil de expandir. El análisis del intercambio de datos puede reducir en gran medida la redundancia de datos, ahorrar espacio de almacenamiento y, al mismo tiempo, evitar incompatibilidades e inconsistencias entre los datos. Los llamados "datos están orientados a una determinada aplicación" significa que la estructura de datos está diseñada para una determinada aplicación y solo es utilizada por esta aplicación o sistema de aplicación. Se puede decir que los datos son un "recurso privado" de una. determinada aplicación. La llamada "alta flexibilidad" significa que el sistema es fácil de expandir y contraer, es decir, cuando la aplicación aumenta o disminuye, no es necesario modificar la estructura de toda la base de datos y solo se requieren unos pocos cambios. . Se pueden utilizar varios subconjuntos de datos generales en diferentes sistemas de aplicación. Cuando los requisitos de la aplicación cambian o aumentan, se pueden cumplir nuevos requisitos volviendo a seleccionar diferentes subconjuntos o agregando parte de los datos.
(3) Alta independencia de datos. La alta independencia de datos incluye la independencia física de los datos y la independencia lógica de los datos. La estructura del esquema y la función de imagen secundaria del sistema de gestión de bases de datos garantizan que los datos de la base de datos tengan una alta independencia física y lógica.
(4) Los datos son administrados y controlados de manera uniforme por DBMS. El primer uso compartido de la base de datos es el uso compartido simultáneo, es decir, varios usuarios pueden acceder a los datos de la base de datos al mismo tiempo e incluso acceder a la base de datos. al mismo tiempo. Para este fin, el DBMS debe proporcionar funciones unificadas de control de datos, incluida la protección de la seguridad de los datos, la verificación de la integridad de los datos, el control de concurrencia y la recuperación de bases de datos. El análisis de la función de control de datos del DBMS incluye cuatro aspectos: protección de la seguridad de los datos: proteger los datos para evitar fugas y daños causados por el uso ilegal; verificación de la integridad de los datos: controlar los datos dentro de un rango válido o garantizar que los datos satisfagan una determinada relación; : Controlar y coordinar las operaciones simultáneas de múltiples usuarios para garantizar la corrección de las operaciones simultáneas. Recuperación de la base de datos: cuando un sistema informático encuentra una falla de hardware, una falla de software o un error del operador o cuando el daño afecta la exactitud de los datos en la base de datos, o Incluso causa la pérdida de parte o de todos los datos en la base de datos, la base de datos se puede restaurar desde un estado de error a un estado correcto conocido (también conocido como estado completo o estado consistente). A continuación se puede obtener una definición de "qué es una base de datos": una base de datos es una colección grande, organizada y compartida de datos almacenados en una computadora durante mucho tiempo. Puede ser compartida por varios usuarios y tiene una redundancia mínima y relativamente alta. independencia de datos. DBMS proporciona control unificado sobre la base de datos durante el establecimiento, operación y mantenimiento de la base de datos para garantizar la integridad y seguridad de los datos. También realiza control de concurrencia cuando varios usuarios usan la base de datos al mismo tiempo y recupera el sistema después de una falla. La aparición de sistemas de bases de datos ha hecho que el sistema de información pase de estar centrado en programas que procesan datos a una nueva etapa centrada en bases de datos compartidas.
6. ¿Cuáles son las principales funciones de un sistema gestor de bases de datos?
Respuesta:
(l) Función de definición de base de datos;
(2) Función de acceso a datos
(3) Gestión de operaciones de base de datos; ;
(4) Funciones de establecimiento y mantenimiento de bases de datos.
7. Describa el concepto de modelo de datos, la función del modelo de datos y los tres elementos del modelo de datos.
Respuesta:
El modelo de datos es una herramienta utilizada en la base de datos para abstraer el mundo real. Es un marco formal utilizado en la base de datos para proporcionar representación de información y métodos de operación. En términos generales, un modelo de datos es una colección de conceptos estrictamente definidos. Estos conceptos describen con precisión las características estáticas, las características dinámicas y las restricciones de integridad del sistema. Por lo tanto, el modelo de datos normalmente consta de tres partes: estructura de datos, operaciones de datos y restricciones de integridad.
(l) Estructura de datos: Es una colección de tipos de objetos objeto de estudio y una descripción de las características estáticas del sistema.
(2) Operación de datos: se refiere al conjunto de operaciones permitidas en las instancias (valores) de varios objetos (tipos) en la base de datos, incluidas operaciones y reglas de operación relacionadas, y es una referencia a la dinámica características del sistema.
(3) Restricciones de datos: Es un conjunto de reglas de integridad. Las reglas de integridad son las restricciones y reglas de dependencia para los datos y sus conexiones en un modelo de datos determinado. Se utilizan para limitar el estado de la base de datos y los cambios de estado que se ajustan al modelo de datos para garantizar que los datos sean correctos, válidos y compatibles. Los modelos de datos analíticos son uno de los conceptos más importantes en los sistemas de bases de datos. Debes dominar verdaderamente los conceptos y funciones de los modelos de datos mediante el estudio de "Introducción". El modelo de datos es la base del sistema de base de datos. Cualquier DBMS se basa en un determinado modelo de datos o admite un determinado modelo de datos. En un sistema de base de datos, los modelos tienen diferentes niveles. Según los diferentes propósitos de la aplicación del modelo, los modelos se pueden dividir en dos categorías o dos niveles: uno es el modelo conceptual, que modela datos e información desde el punto de vista del usuario y se utiliza para modelar el mundo de la información, enfatizando las capacidades de expresión semántica. El concepto es simple y claro; el otro tipo es el modelo de datos, que modela datos desde la perspectiva de un sistema informático. Generalmente, las personas pueden usarlo para definir y manipular datos en la base de datos. requiere una definición formal estricta y un El grupo define estrictamente la sintaxis y la semántica del lenguaje, y tiene algunas regulaciones y restricciones para facilitar la implementación en la máquina.
8. Describir el papel de los modelos conceptuales.
Respuesta:
El modelo conceptual es en realidad un nivel intermedio entre el mundo real y el mundo de las máquinas. El modelo conceptual se utiliza para modelar el mundo de la información. Es el primer nivel de abstracción del mundo real al mundo de la información. Es una herramienta poderosa para que los diseñadores de bases de datos lleven a cabo el diseño de bases de datos y también es el lenguaje de comunicación entre los diseñadores de bases de datos. y usuarios.
9． Defina y explique los siguientes términos en el modelo conceptual: entidad, tipo de entidad, conjunto de entidades, atributo, código, diagrama de relaciones entre entidades (diagrama E-R)
Respuesta:
Entidad: existencia objetiva Las cosas que se pueden distinguir entre sí se llaman entidades. Tipo de entidad: las entidades con los mismos atributos tienen las mismas características y propiedades y se utiliza una colección de nombres de atributos para abstraer y describir entidades similares, lo que se denomina tipo de entidad. Conjunto de entidades: una colección de entidades del mismo tipo se denomina conjunto de entidades. Atributo: cierta característica que posee una entidad. Una entidad puede caracterizarse por varios atributos. Código: El conjunto de atributos que identifica de forma única a una entidad se llama código. Diagrama de relación de entidad (diagrama E-R): proporciona métodos para representar tipos de entidad, atributos y relaciones: · Tipo de entidad: representado por un rectángulo, con el nombre de la entidad escrito en el cuadro rectangular · Atributos: representado por una elipse, con bordes no dirigidos Conectar; con la entidad correspondiente · Contacto: representado por un diamante, escriba el nombre del contacto en el cuadro de diamantes y use bordes no dirigidos para conectarlo a las entidades relevantes respectivamente, y marque el tipo de contacto al lado del borde no dirigido (1: 1, 1:n o m:n).